论文部分内容阅读
深部岩体处于复杂的工程地质环境中,地应力大,温度高,裂隙发育,因此在深部开挖巷道或洞室时,会在围岩中出现破裂区与非破裂区交替出现的分区破裂化现象。这种现象是深部岩体特有的力学现象,不会出现在浅部岩体中,也无法用传统的岩石力学理论来解释。本文将深埋洞室开挖过程视为动力问题,建立了动态卸荷开挖条件下深埋圆形洞室围岩分区破裂化的力学模型,研究了深部岩体分区破裂化产生的机理。本文的主要研究内容: ①建立了动态开挖卸荷条件下深埋圆形洞室各向同性围岩分区破裂化的力学模型。将开挖卸荷过程简化为内边界受动态内压作用,建立了各向同性岩体的动力平衡方程,然后对动态平衡方程和边界条件进行Laplace变换,利用留数定理和反laplace变换理论,动态卸荷开挖条件下深埋圆形洞室各向同性围岩应力场的分布规律,如果深部各向同性岩体应力场满足 Hoek-Brown强度准则,则深部各向同性岩体发生破裂,确定了各向同性围岩破裂区以及非破裂区的数量和宽度,研究了岩体动态力学参数对深埋圆形洞室各向同性围岩分区破裂化的影响,揭示了深埋圆形洞室各向同性围岩分区破裂化的机理。 ②建立了动态开挖卸荷条件下深埋圆形洞室横观各向同性围岩分区破裂化理论计算模型。为了研究深部层状岩体分区破裂化机理,将深部岩体视为横观各向同性岩体,开挖卸荷过程简化为内边界受动态内压作用。建立了横观各向同性岩体的动力平衡方程,对横观各向同性岩体的动力平衡方程进行 Hankel变换,利用边界条件获得了开挖卸荷条件下深埋圆形洞室横观各向同性围岩应力场。假设深部横观各向同性岩体应力场满足Hoek-Brown强度准则,则深部岩体发生破裂,确定了深部横观各向同性岩体的破裂区和非破裂区的数量和宽度,研究了岩体动态力学参数对深埋圆形洞室横观各向同性围岩分区破裂化的影响,揭示了深埋圆形洞室横观各向同性围岩分区破裂化的机理。